超导的诅咒和松树恶魔现象:为什么科学不知道超导体是如何工作的

超自然现象探索官 2024-03-19 07:56:25

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理论物理学家 David Pines 于 1956 年发现电子在固体中的行为很奇怪。它们同时具有电荷和质量,但同时,如果它们结合,它们将得到一种中性复合粒子,不会以任何方式与光相互作用,甚至没有质量。派恩斯本人称这种准粒子为“恶魔”。尽管它在多种金属的行为中发挥着重要作用,但从未在实践中得到证明。但在 21 世纪,情况就不同了,大多数发现完全是偶然发生的。

电子能谱

“当然,关于‘恶魔’的猜测由来已久,但纯粹是理论上的。没有人通过实验证实它们的存在。事实上,根本就没有人来找他。从这个意义上说,我们也不例外。但事实证明,我们所做的正是我们所需要的,而且我们找到了它,”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理学教授彼得·阿巴蒙特说。

阿巴蒙特的团队测试了另一种可能永远改变我们文明的候选材料:室温超导体钌酸锶。物理学家在他们的测量中注意到了一些奇怪的东西。事实是,在研究它时,科学家们采取了非常不标准的方法。

标准实验使用光测量光学特性。阿巴蒙特的团队需要找出为什么钌酸锶虽然不是高温超导体,但与它如此相似。为此,有必要使用脉冲分辨电子能量损失光谱研究其电子特性。

同一个恶魔

换句话说,金属通过“轰击”钌酸锶的电子能量揭示了其特性。因此,在零动量传递的情况下,可以测量金属表面和体积的激发。在分析记录的数据后,物理学家注意到了一个异常现象:在实验过程中,形成了没有质量的电子化合物。

起初,科学家们什么也不明白,但后来,假设这就是派恩斯的同一个“恶魔”,他们只是笑了,因为科学界原则上没有人相信检测到它的可能性。

“派恩斯对‘恶魔’的预测暗示着非常具体的条件。而且根本没有人知道钌酸锶中是否存在“恶魔”。我们被迫进行微观计算,结果我们发现了一个由两个电子带组成的粒子。它们以几乎相同的幅度振荡,但异相。正如派恩斯所描述的那样,”研究生埃德温·黄说。

集体行为

尽管这是偶然的发现,但物理学家认为这一发现本身是合乎逻辑的,因为他们使用一种罕见的方法研究了一种很少被研究的物质。科学家对此甚至有一句话:“要发现新的、意想不到的东西,你需要做一些新的、意想不到的事情。”

在所描述的实验中,由于所使用的方法具有毫电子伏特的高分辨率,因此发现了“恶魔”。但为了进一步研究这种粒子,还需要进一步提高精度。为了实现这一目标,必须在以散焦、高分辨率配置运行的透射和扫描电子显微镜中使用高能电子。

研究人员总结说,现在,为了更准确地描述他们实验中获得的数据,有必要创建一个关于“恶魔”的新理论。这些准粒子在许多低能物理过程中非常重要,它们可能是超导性的原因。对“恶魔”的研究将有可能描述不同物质中的电子如何行为,而不是单独或小团体,而是集体。

6 阅读:1794
评论列表
  • 2024-03-20 07:58

    小编能不能能把话说通俗一点,看完还是一头雾水。

  • 2024-04-12 05:34

    科学知道的事情还是很有限的,无所不知的大师,都是骗子![笑着哭]

  • 你不知道,并不是所有人不知

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简介:致力于超自然现象、星球科普、天体物理学、天文学